Определение элементного состава бентосных макроводорослей для индикации качества воды мелководной зоны залива лиственничный (южный Байкал)

Сток загрязненных поверхностных вод как один из факторов распространения спирогиры в заливе. Видовой состав, глубины, время интенсивной вегетации макроводорослей. Нарушения в структуре донных фитоценозов. Рост концентрации биогенных микроэлементов.

Рубрика Биология и естествознание
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.04.2018
Размер файла 2,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение элементного состава бентосных макроводорослей для индикации качества воды мелководной зоны залива лиственничный (южный Байкал)

Куликова Н.Н.1, Чебыкин Е.П.2, Волкова Е.А.3, Бондаренко Н.А.4, Воднева Е.Н.5, Сутурин А.Н.6

1Кандидат биологических наук, 2кандидат химических наук, 3аспирант, ведущий инженер, 4доктор биологических наук, 5ведущий инженер, 6кандидат геолого-минералогических наук,

Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск

Аннотация

В течение многих лет в ручьи и реки, впадающие в залив, в подземные водоносные горизонты прибрежной зоны поступает основная масса хозяйственно-бытовых сточных вод поселка, не имеющего централизованной системы канализации. При этом в Листвянку ежегодно приезжают свыше миллиона человек; в поселке функционируют многочисленные объекты туристической инфраструктуры. В результате исследований установлено, что одним из факторов распространения спирогиры в заливе является сток загрязненных поверхностных вод. После стока через территорию поселка эти воды в наибольшей степени обогащаются хлором, натрием, калием, серой, марганцем, кобальтом, барием. Результаты определения методом ИСП-МС элементного состава Ulothrix zonata (Web. et Mohr.) Kutz., Tetraspora cylindrica(Wahlenb.) Ag. var. bullosa C. Meyer, Draparnaldia baicalensis C. Meyer, Spirogira spp. показали, что химические элементы, поступающие в прибрежную зону с загрязненным поверхностным и подземным стоком, в наибольшей степени аккумулирует спирогира. Она накапливает примерно в 200-20-80 раз больше натрия и в 8-2-40 раз больше хлора, чем U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica. В отличие от них, в составе спирогиры содержание натрия примерно в 9-10 раз выше содержания фосфора, в 3-4 -хлора, в 1.5-2 - калия и кальция. Из исследуемых водорослей только в ее составе накапливается больше хлора, чем фосфора, примерно равные количества никеля и кобальта, больше марганца, чем железа и примерно в 80 раз больше бария, чем стронция.

Ключевые слова: поверхностный сток талых и речных вод, залив Лиственничный, прибрежная зона, литораль, химические элементы, бентосные водоросли, озеро Байкал.

Abstract

For many years, the main aquatic domestic waste water of the village with no centralized drain system have been entering the underground aquifers of the coastal zone, streams and rivers. At the same time, more than a million people come to Listvennichnyi Bay each year; there are many objects of tourist infrastructure in the village. As a result of the research, it was established that one of the factors of spirogira spread in the bay is the runoff of contaminated surface waters. After flowing through the territory of the village, these waters are most enriched with chlorine, sodium, potassium, sulfur, manganese, cobalt, barium. Results of ICP-MS determination of the elemental composition of Ulothrixzonata (Web. et Mohr.) Kutz.,Tetrasporacylindrica (Wahlenb.) Ag.var. bullosa C. Meyer, Draparnaldiabaicalensis C. Meyer, Spirogira spp. showed that chemical elements entering the coastal zone with contaminated surface and underground runoff accumulate spirogira to the greatest extent. It accumulates about 200-20-80 times more sodium and 8-2-40 times more chlorine than U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica. In contrast, the sodium content in the spirogira is about 9-10 times higher than the phosphorus content, 3-4 in chlorine, 1.5-2 in potassium and calcium. As for the algae, its composition contains more chlorine accumulates than phosphorus, approximately equal amounts of nickel and cobalt, more manganese than iron and about 80 times more barium than strontium.

Keywords: surface runoff of thawed and river waters, Listvennichnyi Bay, coastal zone, littoral, chemical elements, benthic algae, Lake Baikal.

В Байкале основная масса донной растительности сосредоточена в зоне, занимающей глубины от 0 до 20 м и площадь 228 тыс. га. Еще в начале прошлого века К. И. Мейером [1] на большей части литорали оз. Байкал установлена зональность в распределении водорослей. Каждая зона (или пояс) сформированы определенным видом в зависимости от глубины озера и доступного субстрата для прикрепления водорослей (табл. 1).

Таблица 1 - Видовой состав, глубины, время интенсивной вегетации и фитомассамакроводорослей 1-3 растительных поясов

Пояс

Глубины, м

Виды

Время вегетации и воздушно-сырая фитомасса [2] (г/м2)

1

0 - 1,5

Ulothrixzonata (Web. et Mohr.) Kutz

Круглогодично 100-400

2

? 1,5 - 2.5

Tetraspora cylindrica (Wahlenb.) Ag. var. bullosa C. Meyer, Didymosphenia geminata(Lingbye) M. Schmidt

Май-август, май-октябрь 200-600

3

? 2,5 - 10

Эндемичные виды рода Draparnaldioides

Апрель-ноябрь 700-1200

В трех первых растительных поясах в весенне-осенний период вегетирует основная масса водорослей, которая ежегодно включается в круговорот веществ [2]. С сезонным развитием водорослей тесно связаны наблюдаемые в этой зоне колебания биомассы и численности зообентоса.

Нарушения в структуре донных фитоценозов впервые установлены в 70-80-е годы прошлого века в районе сброса в озеро промышленных очищенных сточных вод (ПОСВ) Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. В этом районе были отмечены разреженные неравномерные заросли или полное отсутствие эндемиков Tetraspora cylindrica var. bullosa и Draparnaldioidespilosa, ранее сплошь покрывавших каменистый грунт на глубине от 1 до 3-3,5 м [5]. Наиболее устойчивым к воздействию ПОСВ оказался доминирующий в зоне прибоя U. zonata, который в годы депрессий Tetraspora и Draparnaldioides занимал участки дна, свободные от их зарослей. В небольшом количестве здесь появились не характерные для открытых прибрежий озера Oedogonium sp., Spirogyra sp., Batrachospermum moniliforme.

В июле-августе 2011 г. нарушение зональной поясности водорослей обнаружено в литорали залива Лиственничного, в пределах территории поселка Листвянки (Южный Байкал). В первом поясе изменений не отмечено; во втором D. geminata в составе доминантов отсутствовала, а на глубинах 2,5-10 м преобладала широко распространенная в водоемах Евразии зеленая нитчатая водоросль Spirogyra sp. [6], которая ранее встречалась в различных мелководных заливах Байкала лишь в виде единичных нитей [7]. Протяженность измененной зоны составила около 4 км. Севернее залива Лиственничного зональность в распределении водорослей оставалась в пределах нормы [6]. К нарушению сложившихся биоценозов литорали залива привела, по мнению [8], субаквальная разгрузка на глубине более двух метров подземных вод, загрязненных хозяйственно-бытовыми стоками многократно возросшего количества объектов туристической инфраструктуры. В течение многих лет в ручьи и реки, впадающие в залив, в подземные водоносные горизонты прибрежной зоны поступала и поступает основная масса хозяйственно-бытовых сточных вод разрастающегося поселка, не имеющего централизованной системы канализации [6]. Дополнительный стресс для гидробионтов мелководной зоны связан с замусориванием пляжей и несанкционированным сбросом прогулочными кораблями хозяйственно-бытовых и подсланевых вод [8], [9].

В 2013 г. скопления спирогиры были найдены практически вдоль всего побережья озера, особенно мощные - в местах расположения населенных пунктов: Северобайкальска, Слюдянки, Култука, Листвянки, Больших Котов, Байкальска, Максимихи [10], [11].

По данным [12] массовое развитие спирогиры нередко приурочено к местам с повышенной концентрацией биогенных элементов, связанной, в том числе, и со сбросом недостаточно очищенных сточных вод. С другой стороны, широкое распространение спирогиры отмечено и в олиготрофных озерах антарктической климатической зоны [13] и в термальных источниках Южной Африки (провинция Лимпопо) с очень низким содержанием нитратов и фосфатов [14].

Распространение водорослей Spirogyra sp., нередко образующих в водоемах сплошной покров, сопровождается снижением интенсивности света в водной среде, уменьшением содержания биогенных элементов и кислорода [15], а также выделением обнаруженных в Spirogyra sp. альгицидныхтаниноподобных дубильных веществ [16]. При массовом развитии спирогиры отмечены снижение темпов роста и интенсивности дыхания многих видов макрофитов, сокращение видового разнообразия подводных сообществ [17].

Одним из факторов, способствующих широкому распространению в литорали оз. Байкал водорослей рода Spirogyra, может быть значительный рост концентрации биогенных макро- и микроэлементов, поступающих в прибрежные воды с поверхностным стоком с водосборной территории озера. Возросший поток химических элементов с загрязненными поверхностными и подземными водами, в результате гидродинамических, физико-химических и биологических процессов в байкальской воде снижается до фонового уровня [8]. Максимум информации о загрязнении водной среды дает уровень концентрации химических элементов в талломах водорослей [19].

Задача исследований - определить концентрацию химических элементов в составе спирогиры и зеленых водорослей, доминировавших до недавнего времени в литорали залива (Ulothrix zonata, Tetraspora cylindrica var. bullosa, Draparnaldia baicalensis). Для оценки изменения качества водной среды выявить особенности элементного состава Spirogyra sp.

Объекты и методы исследования

Отбор проб водорослей, органоминеральной взвеси, осевшей в их зарослях, проб воды и донных грунтов проводили в 2011, 2012, 2016 гг. в пределах залива Лиственничного, в береговой зоне которого по долинам рек и вдоль побережья расположен пос. Листвянка. В 2013 г. образцы донных грунтов отбирали в районе пос. Максимиха (восточный берег, Баргузинский залив) на участках, прилегающих к песчаным пляжам без скоплений и с мощными скоплениями отмершей спирогиры. Водоросли T. cylindrica в мелководной зоне залива Лиственничного не были найдены и собраны в 2014 г. в литорали бух. Бол. Коты.

Пробы речной воды отбирали в устье рек Каменушки, Крестовки, Мал. Черемшанки, Бол. Черемшанки в 5-6 м до впадения в залив Лиственничный и в русле этих же рек, выше территории поселка. Пробы байкальской воды (1-6 м от уреза) и интерстициальной воды из лунок на пляжах зоны заплеска отбирали в нескольких метрах и в 20-30 метрах от мест впадения рек.

После отбора талломы водорослей, не отделяя от каменного субстрата, промывали в прибрежной воде. Так же, не отделяя от каменного субстрата, отмывали их от мелкодисперсных загрязнений в пластиковых емкостях с байкальской фильтрованной водой. Отмытые водоросли снимали с камней, просматривали под бинокуляром МБС-10 для удаления остатков загрязнений, ополаскивали дистиллированной водой и доводили до воздушно-сухого состояния в сушильном шкафу при 60°С, до постоянной массы - при 105°С. Культивированную спирогиру отмывали в фильтрованной байкальской воде, ополаскивали дистиллированной водой и сушили при 60 и 105°С. Для культивирования спирогиры использовали агаризированную (1,5%) и жидкую основную среду Болда [20]. Подготовку проб водорослей к анализу выполняли способом кислотной минерализации (70%-ной HNO3, 30%-ным H2O2) [21].

Из образцов донного грунта, а также из массы мелкодисперсных органоминеральных частиц, вымытых из водорослей, ситовым методом выделяли гранулометрическую фракцию < 0,25 мм и методом квартования составляли средние пробы. Усредненные пробы из частиц < 0,25 мм, сушили при 105°С до постоянного веса и использовали для лимоннокислых (C6H8O7, рН 5,5) вытяжек подвижных соединений макро- и микроэлементов [22]. Для экстракции в полипропиленовые емкости с навесками проб приливали экстрагент в соотношении 1:10, встряхивали три часа, отбирали 14 мл суспензии и фильтровали через мембранные фильтры из ацетата целлюлозы с диаметром пор 0,2 мкм в полипропиленовые пробирки.

Пробы поверхностного стока талых вод, воды прибрежной зоны, интерстициальной воды из лунок на пляжах, речной воды в устьях и выше территории поселка, отбирали пластиковыми шприцами, фильтровали через мембранные фильтры с диаметром пор 0,2 мкм в 15 мл полипропиленовые пробирки. В качестве консерванта использовали дважды очищенную 70% азотную кислоту.

Элементный состав всех проб определяли методом ИСП-МС. Анализ выполняли на масс-спектрометре Agilent 7500ce фирмы AgilentTechnologies с квадрупольным масс-анализатором в Центре коллективного пользования “Ультрамикроанализ” при ЛИН СО РАН. Правильность определений оценивали, используя аттестованные стандартные образцы состава элодеи канадской (ЭК-1) (Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН), стандартный образец состава глубинной байкальской воды [23].

Концентрационную функцию водорослей оценивали относительно элементного состава воды: К=C1/C2, где К - коэффициент биологического накопления, C1 - концентрация элемента в сырой биомассе водорослей; C2 - то же в воде. Величина этого отношения характеризует степень концентрирования элемента в живом организме относительно среды обитания. Содержание воды и золы в талломах водорослей определяли термовесовым методом.

Статистическая обработка данных проведена в программах MS Excel 2007 и Statistica 7. Результаты представлены в виде средних значений и стандартных отклонений. Оценка достоверности различий между средними проведена по U-критерию Манна - Уитни при уровне статистической значимости ? 0,05.

Результаты исследований и обсуждение

спирогира макроводоросль фитоценоз донный

В период массовой вегетации аккумуляция химических элементов в талломах исследуемых водорослей приводит, наряду с физико-химическими факторами, к резкому уменьшению интенсивности миграции химических элементов и вносит свой вклад в обеспечение стабильности и постоянства элементного состава воды прибрежной зоны. Существенность этого вклада обусловлена достаточно высокойфитомассой бентосных водорослей (см. табл. 1). Фитомасса спирогиры в заливе Лиственничный при 100% проективном покрытии составляла осенью 2012 г. 170-460 г/м2 [24].

Содержание воды в исследованных водорослях - 82-96%. Зольность водорослей не превышает 4-8% сухой массы. По усредненным данным наибольшая суммарная концентрация химических элементов характерна для талломов Spirogyra sp. (~ 58000 мкг/г сухой массы) и D. baicalensis (~ 45000 мкг/г сухой массы). Эта величина примерно в 2 раза меньше в U. zonata и примерно в 5 раз меньше в T. cylindrica.

Из определяемых элементов в составе U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica преобладают Ca, Mg, P, S, K (табл. 2). По содержанию кальция и фосфора водоросли, включая спирогиру, мало отличаются друг от друга. Магний, калий и рубидий в наибольшей степени накапливаются в D. baicalensis. U. zonata выделяется самым высоким содержанием серы и низким калия и натрия. Spirogyra sp. значительно превосходит другие водоросли по содержанию натрия, хлора и целого ряда микроэлементов - Li, Al, Si, Mn, Co, Zn, Y, I, Ba, Pb, редкоземельных элементов (РЗЭ). Наиболее яркая особенность элементного состава спирогиры - очень высокое содержание Ba, не характерное в большинстве случаев ни для пресноводных или морских организмов [25], [26], ни для организмов суши [26], [27]. Спирогира, выращенная в условиях лаборатории на питательной среде [20], содержала его в 5-25 раз больше, чем U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica, собранные в заливе Лиственничном и заметно превосходила их по количеству Li, Na, Cl, Mn, Co, Zn, РЗЭ (табл. 2). Содержание Cu, As, Sr, Cd, W, Hg, Bi, U в составе исследуемых водорослей, за исключением культивированной спирогиры, находилось примерно на одном уровне.

По данным табл. 2 для элементов с концентрацией от > 10000 до 10 мкг/г сухой массы можно построить следующие ряды: U. zonata - S (>10000) >Ca>Mg (>1000) > P >Cl>Fe ? K >Si (1000-100)>Na ? Sr, Al, Mn>Zn ? Ba (100-10);

-baicalensis - K (>10000) > Mg > Ca > S > P ? Cl (>1000) > Na > Si (1000-100) > Fe >Sr> Zn >Mn (100-10);

-T. cylindrica - Ca > P > Mg ? K, S (>1000) > Na ? Si > Fe (1000-100) ? Cl > Al ? Ba ? Sr>Mn (100-10);

-Spirogyra - Na (>10000) > Ca > S ? K ? Ba > Mg > Cl > P >Mn (>1000) > Si > Fe > Al > Zn (1000-100) >Sr (100-10 мкг/гсухоймассы).

Таблица 2 - Среднее содержание (± стандартное отклонение) химических элементов в воде (мкг/л) и водорослях (мкг/г сухой массы) мелководной зоны залива Лиственничного

Примечание. * - Спирогира, выращенная в лаборатории на питательной среде [20]; n - число проб

Очевидно, активный рост и широкое распространение спирогиры в заливе не могли не сопровождаться дополнительным притоком в прибрежные воды макро- и микроэлементов, преобладающих в ее химическом составе. Установлено, что в поверхностном стоке талых вод по сравнению с прибрежной водой залива и интерстициальной водой зоны заплеска, содержалось в 40-60 раз больше хлора, в 10-11 - натрия, в 3-5 - калия и серы, в 2-3 - фосфора и кальция, в несколько раз больше Ti, Mn, Co, Ni, Cu, As, Ba, U (рис. 1).

Рис.1 - Среднее содержание (± стандартное отклонение) химических элементов в поверхностном стоке в прибрежную зону талых вод (n=6, 18.05.2012.) - 1, в интерстициальной воде зоны заплеска (вода из лунок на пляжах, n=20, 18-25.05.2012, 2016 гг.) - 2, в воде залива Лиственничный в 1 м от уреза (n=28, 18-25.05.2012, 2016 гг.) - 3

В период с наибольшим туристическим потоком (июль - август) в воде устьев рек, впадающих в залив, по сравнению с речной водой, отобранной выше территории поселка, в 9-100 раз увеличивалась концентрация Cl, в 3-9 - K, в 2-5 - Na, P, Cu и Ba, в 3-8 - Rb (табл. 3). По данным [8] и в октябре все реки, кроме р. Крестовки, при прохождении через территорию поселка обогащались Na, Cl, P, Zn, Ba, Pb. Прослеживалось также влияние загрязненных хозяйственно-бытовыми стоками грунтовых вод на уровень содержания в водной среде литорали залива Cl, Mn, Ba, Zn, Pb [8].

Таблица 3 - Содержание химических элементов в воде рек (мкг/л), впадающих в залив Лиственничный. Отбор проб речной воды выше территории поселка (1), в устьях рек (2) и воды залива в 1 м от уреза (3) 29.07.2016

Малозаметный источник химических элементов - постоянно присутствующие в прибрежной зоне сигаретные окурки. В районе пос. Листвянки в сентябре 2011 г. с пляжа размером 200?2 м авторами [9] собрано около 5 кг окурков. Результаты анализа показали, что береговые скопления детрита (БСД) с включением сигаретных окурков отличались от БСД природного происхождения, типичных для заплесковой зоны Байкала, более высоким содержанием подвижных соединений Na, Cl, Ni, Ti, As [9]. При разложении в прибрежной зоне мощных скоплений отмершей спирогиры (пляжи в районе пос. Максимиха) донные грунты обогащались подвижными соединениями Na, Mg, S, Cl, Ca, Mn, Co, Ni, Cu, Br, Sr, I, Ba (рис. 2).

Рис. 2 - Среднее содержание (± стандартное отклонение) химических элементов в лимоннокислых (С6Н8О7, рН - 5,5) вытяжках донных грунтов (n=3), отобранных 04.06.2013., на глубине 3 м, в районе пос. Максимиха. Чистый пляж - 1, пляж со скоплением разлагающейся спирогиры - 2, * - незначимые различия

Значительная часть химических элементов, поступавших с поверхностным стоком или в результате минерализации БСД, накапливалась в мелкодисперсных гумусированных грунтах аккумулятивных элементов рельефа зоны заплеска. Интерстициальная вода таких участков отличалась от интерстициальной воды большей части заплесковой зоны с песчано-галечниковыми грунтами повышенным содержанием B, Na, Si, S, Cl, K, Ca, Ti, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ba (табл. 4).

В качестве индикатора загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами эффективно исследование химического состава эпифитовзвеси (тонкодисперсной взвеси, осажденной на макрофитах), обладающей высокой сорбционной способностью [28]. В органоминеральной взвеси, осевшей в зарослях исследуемых водорослей, содержалось по сравнению с донными отложениями примерно в 9-25 раз больше Cl, K, Mn, Ba, в несколько раз больше Zn, Ni, Na, B, Mg, Sr, Cd, Ca, Co, входящих в состав подвижных соединений (табл. 4).

Таблица 4 - Содержание химических элементов (мкг/л) в интерстициальной воде зоны заплеска (1 - песчано-галечниковый грунт, 2 - гумусированный грунт темно-серой окраски), в лимоннокислых вытяжках донных грунтов (3) и эпифитовзвеси (4), собранной в зарослях бентосных водорослей (усредненная проба)

Изменения в химическом составе водной среды, обусловленные возросшим потоком этих элементов, особенно Na, Cl, Mn, Ba, не могли не способствовать росту и распространению водорослей Spirogyra sp., которые в десятки раз превосходят U. zonata, D. baicalensis, T. cylindricaпо степени концентрирования относительно воды Li, Na, Mn, примерно в 150-800 раз - Ba, в несколько раз - Cl, Al, Fe, Co, Zn, Mo, РЗЭ, Pb (табл. 5).

Таблица 5 - Коэффициенты биологического накопления (КБН) в водорослях относительно водной среды

Элемент

КБН

U, zonata

D, baicalensis

T,cylindrica

Spirogyra sp,

Li

3,2

13,9

4,6

260

B

8,4

19,1

100

26,6

Na

1,9

14,5

4,4

380

Mg

54,1

260

44,4

130

Al

680

1120

580

4520

Si

24,9

21,9

22,9

123

P

2460

4530

5330

3820

S

730

200

56,9

340

Cl

24,5

100

5,5

210

K

25,3

2190

130

690

Ca

53,2

54,1

28,0

61,4

Mn

3920

1360

2060

127400

Fe

450

140

170

960

Co

740

1190

1700

9320

Ni

740

740

2580

2680

Cu

920

880

1310

1360

Zn

1320

1080

330

7330

Rb

45,6

1264

72,3

240

Sr

55,6

50,0

29,1

67,9

Y

1200

150

700

3580

Mo

6,1

43,3

14,9

55,0

Cd

4340

1830

2490

3230

Sn

320

48,0

94,8

530

Sb

48,6

15,7

23,3

53,3

I

29,9

39,8

24,0

260

Ba

220

74,1

380

58590

?РЗЭ

2850

160

1630

5270

W

26,8

132

69,2

78,2

Hg

810

440

280

970

Tl

84,2

31,5

9,1

137

Pb

2970

520

460

13380

Bi

190

80,8

63,3

240

Th

120

11,0

13,3

90

U

51,9

46,7

110

70

Spirogyra sp. поглощает и аккумулирует примерно в 200-20-80 раз больше натрия, чем U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica; его содержание в составе спирогиры в ~ 9-10 раз выше содержания фосфора, в ~ 3-4 - хлора, в 2,0 - кальция и калия. Для жизнедеятельности U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica, напротив, по сравнению с натрием требуется примерно в 3-10 раз больше фосфора, в 3-40-7,5 - калия и в 100-15-25 раз больше кальция. В отличие от других исследуемых водорослей, в составе спирогиры содержится меньше фосфора, чем хлора, примерно равные количества никеля и кобальта; только ей требуется больше марганца, чем железа (Mn/Fe ~ 2,0) и примерно в 80 раз больше бария, чем стронция (см. табл. 2). Спирогира в большей степени аккумулирует химические элементы, уровень содержания которых в поверхностном стоке талых и речных вод после прохождения территории поселка, отличается максимальным ростом (см. табл. 3, рис. 1) и заметно меньшим содержанием и слабой степенью накопления в составе U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica (см. табл. 2, 5). По мнению [29] накопление биомассы спирогиры будет снижаться при уменьшении уровня в водной среде катионов натрия, калия, магния, кальция, и в первую очередь натрия, концентрация которого в составе этого гидробионта выше содержания других катионов.

Заключение

В результате чрезмерной антропогенной нагрузки количество вещества, поступающего в прибрежные воды залива, превысило емкость биогеохимического барьера мелководной зоны, основными компонентами которого, наряду с байкальскими губками, являлись растительные пояса улотрикса, тетраспоры, драпарнальдий с комплексом эпифитов, макро-, мейобентоса, микроорганизмов, с осевшей тонкодисперсной взвесью.

Изменение структуры донных фитоценозов в большой степени связано с возросшим потоком химических элементов в прибрежные воды залива Лиственничного, особенно Na, Cl, Mn, Zn, Ba, Pb, которые в наибольшей степени концентрируют виды рода Spirogyra. В значительно меньшем количестве эти элементы поглощают и аккумулируют U. zonata, D. baicalensis, T. cylindrica.

Как следует из литературных источников [30] и наших результатов интенсивное развитие видов рода спирогира явилось, в первую очередь, следствием антропогенной нагрузки на озеро, а сами водоросли служат биофильтром, который способствует снижению содержания в воде водоемов загрязняющих веществ. Кроме того, было показано [30], что биофильтр из спирогиры является удобным и дешевым средством, которое снижает на 100% содержание в воде Escherichia coli, на 30±13% - содержание нитратов и на 23±5% - фосфатов.

Список литературы

1. Мейер К. И. Введение во флору водорослей озера Байкал / К. И. Мейер Бюл. МОИП. Отд. биологии. М. - 1930. - Т. 39(3-4). - С. 201-243.

2. Ижболдина Л. А. Мейо- и макрофитобентос озера Байкал (водоросли) / Л. А. Ижболдина. - Иркутск : Издательство Иркутского Университета, 1990. 176 с.

3. Кожов М. М. Животный мир озера Байкал / М. М. Кожов. - Иркутск. - 1947. -. 303 с.

4. Кожов М. М. Биология озера Байкал / М. М. Кожов М. - 1962. - 315 с.

5. Ижболдина Л. А. Экологические исследования Байкала и Байкальского региона. В 2 ч. Ч.1. Результаты исследований бентоса Байкала / Л. А. Ижболдина. - Иркутск : Издательство Иркутского университета, 1992. - С. 137-151.

6. Кравцова Л. С. Нарушение вертикальной зональности зеленых водорослей в прибрежной части залива Лиственничный озера Байкал / Л. С. Кравцова, Л. А. Ижболдина, И. В. Ханаев и др. // Докл. РАН. - 2012. - Т. 447(2). - С. 227-229.

7. Ижболдина Л. А. Атлас и определитель водорослей бентоса и перифитона озера Байкал (мейо-, макрофиты) с краткими очерками по их экологии / Л. А. Ижболдина. - Новосибирск : Наука-Центр, 2007. - 248 с

8. Сутурин А. Н. Роль антропогенных факторов в развитии экологического стресса в литорали / А. Н. Сутурин, Е. П. Чебыкин, В. В.Мальник и др. // География и природные ресурсы. - 2016. - № 6. - С. 43

9. Потапская Н. В. Оценка накопления отходов потребления в прибрежной зоне озера Байкал и дельте реки Селенги / Н. В. Потапская, Н. Н. Куликова, О. А. Тимошкин и др. // География и природные ресурсы. - 2016. - № 1. - С. 62-69.

10. Тимошкин О. А. Водный шелк / О. А. Тимошкин // Наука Приангарья. 2013. - Т. 3(7). - С. 8-9.

11. Волкова Е. А. Загадки байкальской спирогиры / Е. А. Волкова // Наука из первых рук. - 2016. - Т. 68(2). - С. 20-29.

12. Derlet R. W. Impact of summer cattle grazing on the Sierra Nevada watershed: aquatic algae and bacteria [Electronik resource] / W. Derlet, J. R. Richards, L. L. Tanaka et al // J. Environmental and Public Health. - 2012. - Vol. 2012, Article ID760108. - 7 p. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2012/760108 (accessed: 30.01.2017)

13. Hawes I. The Seasonal Dynamics of Spirogyra in a Shallow, Maritime Antarctic Lake / I. Hawes // Polar Biol. - 1988. - Vol. 8. - P. 429-437.

14. Jonker C. Z. Association between physical and geochemical characteristics of thermal springs and algal diversity in Limpopo Province, South Africa / Z. Jonker, C. van Ginkel, J. Olivier // Water SA. - 2013. - V. 39(1). - P. 95-104.

15. Dong Bi-Cheng. Effects of Spirogyra arcta on biomass and structure of submerged macrophyte communities / Dong Bi-Cheng, Liu Rui-Hua, Yu Fei-Hai // Plant species biology. - 2015. 30(1). - P. 28-36.

16. Nishizawa M. Gallotannins of the freshwater green alga Spirogyra / M. Nishizawa, T. Yamagishi, G. Nonaka et al // Phytochemistry. - 1985. - Vol. 24. - P. 2411-2413.

17. Hofstra D. Competitive performance of Hydrillaverticillata in New Zealand / D. Hofstra, J. Clayton, J. Green et al // Aquatic Botany. - - Vol. 63. - P. 305-324.

18. Hansel-Welch N. Changes in macrophyte community structure in Lake Christina (Minnesota), a large shallow lake, following biomanipulation / N. Hansel-Welch, M. G. Butler, T. J. Carlson, M. A. Hanson // Aquatic Botany. - - Vol.75. - P. 323-337.

19. Rajfur M. Use of algae in active biomonitoring of surface waters / Rajfur, A. Klos // EcolChemEng S. - 2014. - Vol. 21(4). - P. 561-576.

20. Nichols H. W. Trichosarcinapolymorpha gen. et sp. nov. / H. W. Nichols, H. C. Bold // J. Phycologia. - 1965. - Vol. 1. - P. 34-3

21. Сайбаталова Е. В. Влияние способов пробоподготовки на результаты определения элементного состава пресноводных губок методом ИСП-МС / Е. В. Сайбаталова, Н. Н. Куликова, А. Н. Сутурин и др. // Журн. аналит. химии. 2010. - Т. 65(7). - С. 691-698.

22. Сутурин А. Н. Извлечение химических элементов из горных пород байкальской водой и органическими соединениями / А. Н. Сутурин, Н. Н. Куликова, С. М. Бойко и др. // Геохимия. - 2013. - № 5. - С. 471-480.

23. Suturin A. N. Preparation and assessment of a candidate reference sample of lake BAIKAL deep water / A. N. Suturin, L. F. Paradina, V. N. Epov et al // SpectrochimicaActa. Part B. 2003. - Vol. 58. - P. 277-288.

24. Тимошкин О. А. Массовое развитие зелёных нитчатых водорослей родов Spirogyra Link и Stigeoclonium Kutz. (CHLOROPHYTA) в прибрежной зоне Южного Байкала / О. А. Тимошкин, Н. А. Бондаренко, Е. А. Волкова и др. // Гидробиологический журнал. - 2014. - № 5. - С. 15-26.

25. Виноградов А. П. Химический элементарный состав организмов моря. Избр. Тр. / А. П. Виноградов. - М. : Наука, 2001. - 620 с.

26. Войткевич Г. В. Справочник по геохимии / Г. В. Войткевич, А. В. Кокин, А. Е. Мирошников и др. - М. : Недра, 1990. - 480 с.

27. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях. Пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. - М.: Мир, 1989.- 439 с.

28. Янин Е. П. Эпифитовзвесь - новый индикатор загрязнения речных систем тяжелыми металлами / Е. П. Янин. - М.: ИМГРЭ, 2002 - 51 с.

29. Мартемьянов И. В. Пороговые концентрации катионов во внешней среде, определяющие границы выживания нитчатой водоросли Spirogira sp. в пресных водоемах / И. В. Мартемьянов, А. С. Маврин // Сибирский экологический журнал. - 2012.- № 3. - С. 345-350.

30. Barnard M. A. Utilizing Spirogyra grevilleana as a phytoremediatory agent for reduction of limnetic nutrients and Escherichia coli concentrations / M. A. Barnard, J. Porter W., S. B. Wilde // American journal of plant sciences. - 2017. - Vol. 8. - P. 1148-1158.

Размещено на Allbest.ur

...

Подобные документы

  • Особенности сезонного цикла развития доминирующего вида макроводорослей в прибрежной зоне озера Байкал. Экспресс-оценка влияния загрязнения водоема нефтепродуктами на водоросль u. Zonata на основе сравнения морфолого-биологических параметров популяции.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 30.06.2012

  • Гидрогеографическая характеристика Вислинского залива. Видовой состав, динамика численности и биомассы фитопланктона. Схема пищевой цепи и потоков энергии, биологическая характеристика, экологические особенности плотвы, её размножение и анализ популяции.

    курсовая работа [263,9 K], добавлен 22.07.2015

  • Особенности биологии и экологии птиц. Видовое разнообразие, численность, система связей лесных птиц, их роль в жизни лесных биоценозов. Определение степени влияния антропогенного фактора на численность массовых видов птиц рекреационной зоны реки Сож.

    курсовая работа [7,7 M], добавлен 24.03.2014

  • Изучение видового состава рыб в уловах Старомайнского залива мелкоячеистой сетью. Определение годовой динамики встречаемости рыб в уловах. Сравнительный анализ уловов на различных участках водоемов. Исследование суточной активности фоновых видов рыб.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 01.08.2015

  • Характеристика рельефа, климат, гидрологическая сеть Сургутского района. Исследование видового состава рыб реки Чёрная. Расчет относительной численности исследованных видов рыб, их половозрастная структура. Влияние абиотических факторов на активность рыб.

    курсовая работа [666,4 K], добавлен 03.11.2014

  • Видовой состав лекарственных растений, используемых при лечении различных заболеваний, места произрастания которых находятся в окрестностях д. Гороховищи. Анализ эколого-биоморфологического состава собранных растений, их применение в народной медицине.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.06.2016

  • Гигиеническое значение воды. Роль воды в передаче инфекционных заболеваний. Влияние химического состава воды на здоровье населения. Индифферентные химические вещества в воде. Классификация очистки воды. Организмы - индикаторы фекального загрязнения.

    реферат [258,6 K], добавлен 09.12.2009

  • Характер движения земноводных, слуховая система и обоняние, органы размножения, способность к ориентации и навигации амфибий, их охрана. Миграционное поведение лягушек. Изучение распространения и видового состава земноводных на юго-востоке Беларуси.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.12.2012

  • Морфология, физико-географическая характеристика водоемов. Фитобентос - совокупность растительных организмов, обитающих в морских и материковых донных грунтах: биология, классификация. Факторы, влияющие на развитие и распространение бентосных водорослей.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.03.2011

  • История изучения отряда Trichopteraк. Природно-климатическая характеристика Лагонакского нагорья. Эколого-фаунистическое исследование ручейников на территории. Видовой состав донных организмов различных водоемов и предпочитаемые ими условия обитания.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 20.07.2015

  • Физико-географическое описание исследуемого района - окрестности г. Майкопа. Видовой состав и биологические особенности рыб реки Белой. Учет численности рыб, сезонная и суточная активность рыб, обитающих в реке Белой. Практическое значение костных рыб.

    курсовая работа [38,6 K], добавлен 12.03.2012

  • Видовой состав паразитов молоди тихоокеанских лососей в р.Большая. Определение количественных показателей зараженности рыб паразитами, пути заражения и возможности по восстановлению. Наиболее патогенные паразиты и их действие на организм человека.

    дипломная работа [56,5 K], добавлен 06.07.2009

  • Общая характеристика эстуария реки Невы как экологической системы. Короткий обзор флоры и фауны Невской губы. Флора и ихтиофауна. Особенности планктонных и бентосных сообществ. Изучение роли макрофитов как своеобразных ловушек для биогенных веществ.

    реферат [16,2 K], добавлен 13.12.2015

  • Гидрометеорологический режим Керченского пролива. Биологическая характеристика донных и придонных рыб. Правила промышленного рыбоводства в бассейне Азовского моря. Роль первостепенных, второстепенных и промысловых видов рыб в прибрежных экосистемах.

    дипломная работа [71,3 K], добавлен 06.04.2014

  • Эколого-фаунистическое изучение подёнок на территории Северо-Западного Кавказа. Физико-географическая характеристика исследуемой зоны. Определение видового состава и численности подёнок разных видов. Обзор закономерностей распределения подёнок в водоёмах.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 20.05.2015

  • Значение минерального баланса в организме человека. Проблематика нарушения баланса, дозировки и наличия макро- и микроэлементов в продуктах питания. Развитие тяжелых патологических состояний. Источники поступления минеральных веществ в организм человека.

    контрольная работа [34,1 K], добавлен 06.01.2011

  • Развитие энтомологии на территории Беларуси. Роль короедов в хозяйственной деятельности человека. Выявление видового состава и зоогеографии семейства Scolytidae Гомельского и Бобруйского районов. Ходы короедов, обнаруженные во время исследований.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 19.12.2013

  • Вода как один из важнейших компонентов биосферы и источник всего живого. Влияние химического состава воды на жизненные процессы в организме. Распределение водных ресурсов, их использование для производства электроэнергии, орошения, рыбоводства, рекреации.

    реферат [19,4 K], добавлен 23.04.2010

  • Динамика численности ушастой совы на зимовках на территории Европы и сопредельных регионов. Методы изучения питания хищных птиц и способы идентификации их жертв. Влияние метеорологических факторов на видовой состав жертв в зимнем питании ушастой совы.

    дипломная работа [700,8 K], добавлен 22.01.2018

  • Физико-географическая характеристика залива. Биологическая характеристика диатомовых водорослей рода Skeletonema. Особенности их строения. Составные части панциря центрического типа. Использование световой микроскопии для измерения культуральных клонов.

    отчет по практике [2,1 M], добавлен 09.11.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.